一种新型模块化防波堤结构物理试验模型的制作方法

本实用新型涉及一种防波堤结构物理试验模型，特别是一种新型模块化防波堤结构物理试验模型。

背景技术：

防波堤主要是用来防御波浪的侵袭，维护港内水域的平稳，以保证船舶在港内安全地停泊和进行装卸作业；防波堤还可用来拦阻泥沙减轻港内淤积和防止流冰大量涌入池内。为验证防波堤结构设计的稳定性符合设计要求，实践中常常会按一定比尺制作实体模型，在实验室进行防波堤越浪试验。同时，防波堤越浪试验还是港口工程相关专业的重要课程组成，有助于学生加深对防波堤物理构造的认识，以及阻挡波浪的作用机理。然而每次试验的模型尺度各异，随着试验进行还要对结构参数反复进行调整，需要多次拆除、制作，费时费力；且制作的材料大多不可回收利用，造成大量浪费。因此，现在急需一种能够解决上述问题，既能满足试验要求，为实际工程应用提供试验依据，又能简化试验流程，节约成本，可方便拆装组合，可循环再回收利用的防波堤试验模型。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构合理、设计巧妙、成本低廉、拆装方便、可反复循环使用的新型模块化防波堤结构物理试验模型。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种新型模块化防波堤结构物理试验模型，由堤心结构1和坡面结构2两部分组成，具体包括立方体模块3、锚杆4、底部固定锚板5、斜面模块6。堤心结构1和坡面结构2通过垂向的锚杆4固定在底部固定锚板5上，二者的垂面紧贴通过锚杆4进行锚固连接，且最高点处于同一水平位置。

所述的堤心结构1包括多个相同结构的立方体模块3，每个立方体模块3上设有一个垂向开孔和两个水平方向的开孔，用于通过锚杆4，立方体模块3的个数根据设计试验模型堤心结构尺寸确定。

所述的坡面结构2包括多个相同结构的立方体模块3和多个斜面模块6；每个立方体模块3上设有一个垂向开孔和两个水平方向的开孔，用于通过锚杆4；斜面模块6在垂直方向上设有一个开孔，水平方向上设有两个开孔，用于通过锚杆4。立方体模块3、斜面模块6的个数根据设计试验模型坡面结构尺寸确定；斜面模块6的斜面角度有1:1、1:2及1:3三种类型，斜面角度的选取根据设计试验模型坡面结构角度确定。

所述的锚杆4由多节单元锚杆7通过弹簧珠卡扣组合而成，锚杆4两端分别连接第一端部锚杆9或第二端部锚杆10，与螺母8进行连接。单元锚杆7一端设有弹簧珠，另一端设有一定距离的中空并预留弹簧珠孔位，多段单元锚杆7 能够相互组合。第一端部锚杆9一端设有一定距离的中空并预留弹簧珠孔位，另一端设有螺纹，第一端部锚杆9有多种尺寸，尺寸大小根据所在方块孔洞长度确定。第二端部锚杆10一端设有弹簧珠，另一端设有螺纹。

所述的底部固定锚板5设有多个孔洞，与立方体模块3及斜面模块6垂向开孔相适应，孔壁设有螺纹，与第二端部锚杆10连接。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

本种结构形式的模块化防波堤结构物理试验模型，其结构简单，设计巧妙，它针对传统的防波堤结构物理试验模型拆装过程繁复，材料浪费严重的问题，采用了模块化结构，制作工艺简单，便于拆卸组装，提高模型搭建效率，同时便于在试验过程中进行调节；通过块体尺寸标准化，可适应多种模型尺度，锚杆也采用单元体组合形式，与结构模块相适应，增加结构尺度灵活性；通过多方向对模块进行锚固，将多个模块连接为一体，稳定性好，降低结构体破坏的风险；而这种防波堤结构物理试验模型拆装便捷、灵活、稳定的特性，使得模块能够方便地进行回收，循环使用，减少材料浪费，有效降低了试验投资，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景较为看好，社会意义十分重大。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为立方体模块的三视图；(a)为正视图；(b)为侧视图；(c)为俯视图。

图3为斜面模块的三视图，其中斜面角度有1:1；(a)为正视图；(b)为侧视图； (c)为俯视图。

图4为斜面模块的三视图，其中斜面角度有1:2；(a)为正视图；(b)为侧视图； (c)为俯视图。

图5为斜面模块的三视图，其中斜面角度有1:3；(a)为正视图；(b)为侧视图； (c)为俯视图。

图6为底部固定锚板的三视图；(a)为正视图；(b)为侧视图；(c)为俯视图。

图7为锚杆各单元示意图。

图8为锚杆连接状态的示意图。

图中：1堤心结构；2坡面结构；3立方体模块；4锚杆；5底部固定锚板； 6斜面模块；7单元锚杆；8螺母；9第一端部锚杆；10第二端部锚杆。

具体实施方式

下面将结合附图说明本实用新型的具体实施方式。如图1、图2、图3所示：一种模块化防波堤结构物理试验模型，它由堤心结构1和坡面结构2两部分相互锚固组成；堤心结构1由多个立方体模块3、锚杆4和底部固定锚板5组成，每个立方体模块3均预开了垂向和水平向两种开孔，开孔的入口处均设置直径更大的孔洞，为螺母8埋入预留空间；垂向锚杆4整体由多节单元锚杆7组成，通过端部弹簧珠卡扣进行连接，锚杆4顶端设置第一端部锚杆9、第二端部锚杆 10，第一端部锚杆9一端设有一定距离的中空并预留弹簧珠孔位，另一端设有螺纹，第一端部锚杆9有多种尺寸，尺寸大小根据所在方块孔洞长度确定。第二端部锚杆10一端设有弹簧珠，另一端设有螺纹。锚杆于堤心结构顶部与螺母 8进行连接进行锚固，第二端部锚杆10直接旋入底部固定锚板5的孔位中进行锚固。坡面结构2由立方体模块3、斜面模块6、锚杆4和底部固定锚板5组成，斜面模块6设有多种坡度的模块，也在通过斜面的垂向和水平向中预留开孔，并预留埋入螺母8的孔洞；第一端部锚杆9长度根据斜面模块坡度而变化，在斜面模块内部与螺母相连接，实现埋入设置；第二端部锚杆10直接旋入底部固定锚板5的孔位中进行锚固。堤心结构1和坡面结构2通过锚杆4进行连接，并在第一端部锚杆9和第二端部锚杆10的螺纹部分旋入螺母进行锚固连接为一体结构。

本实用新型实施例的模块化防波堤结构物理试验模型，由于采用了模块化结构，因此能够便捷地进行拆装，形状组合更加灵活自由，提高试验操作效率；采用多段式组合的锚杆，结构的稳定性更好，材料的损耗得以进一步降低，也避免了锚杆尺度对模型的制约；并且模块化结构便于回收、循环利用，降低了生产成本。